西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究

受自身高强度和形成条件影响,西南地区玄武岩深部岩体具有几何尺寸上的不完整性和力学特性上的似完整性,同一位置采用不同指标划分岩体结果不同.鉴于现有测试手段和评价方法,深部玄武岩工程地质特性研究具有相当难度.岩体透水率、纵波波速等指标能较好反映岩体工程特性,其测试方法相对简便,且与岩体力学参数有较好的相关性,故可用于深部玄武岩结构、风化、卸荷划分,利用纵波波速、吕荣值与变形模量的相关性推算深部岩体变形参数,辅以室内试验,最终综合评价深部玄武岩.以西南某水电站坝基玄武岩为例,综合坝址区平硐、钻孔纵波速度、吕荣值、力学参数等指标获得坝基岩体质量分级方案,并进行岩体划分,为该水电站建基面选择提供依据.     

基于孔内立体像对成像的地应力方向测量方法研究

深部岩体地应力的测量对岩土力学与工程地质具有重要的意义。由于传统的地应力测试过程较为复杂,在深孔中更是难以实现,因此,本文提出了一种利用全景立体钻孔成像技术和受力状态下钻孔形态特征来快速、有效、准确地确定地应力方向的测量方法。该方法利用基于双锥镜成像原理的全景立体钻孔成像技术获得钻孔孔壁同一位置不同视角的两幅立体像对图像,通过对像对图像构建钻孔孔径形态数值,进而刻画钻孔孔壁的几何形态特征。再根据地应力的作用下圆形钻孔孔壁变成椭圆形孔壁,进而推导并给出了圆形孔壁变成椭圆之后的标准椭圆方程,并建立了椭圆形态参数与地应力方向的关系。据此,再结合全景立体钻孔成像技术获得钻孔孔壁的几何形态（椭圆形孔径）,从而计算出椭圆长轴与坐标轴的方向,进而测得了孔内的地应力方向。最后利用标准模型进行模拟测试,结果表明该方法测量的钻孔几何形态方向与实际的应力方向保持一致,验证了该方法的正确性和可靠性。该方法应用了最新的钻孔成像技术,在不依赖于岩体物性参数的前提下,实现了基于钻孔形态的地应力方向的直接获取,为深部岩体地应力的测量提供了一种新的途径和测试方法。     

岩芯卸荷扰动的声学敏感性试验研究

国内外学者广泛认为原位岩体的纵波波速小于其中岩块的波速,且岩体愈破碎小得愈多.这是将岩体与岩块纵波波速比的平方定义为岩体的完整性系数并写入现行规范的认识基础.然而在部分工程围岩声波测试中却发现,用通常手段得到的大部分岩体的测井波速反而大于岩芯波速.本文围绕声波速度、岩性、坚硬程度、裂隙特征、胶结程度、完整程度、地应力情况对某地铁隧道工程基岩20余个钻孔150余块岩芯进行多种手段的对比研究和综合分析,探讨了岩芯卸荷扰动的声学敏感性及其影响因素.     

综合地球物理方法在坦桑尼亚某电厂水文地质勘察中的应用

EH4电阻率成像系统是将部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统。电测井是通过测量人工或天然电场,研究钻孔剖面地层电学性质的一种方法。本文以坦桑尼亚某电厂水文地质勘察为例,说明这两种方法在查明该场区的地层结构、基岩面起伏以及覆盖层中的水文地质情况具有良好的应用效果。实践证明,大地电磁测深、钻孔电阻率测井及自然电位测井是水文地质勘察中最优的物探手段。     

地球物理测井在水文地质勘察中的应用综述

全世界的水资源日益匮乏使得各个国家都不断地加大水文地质勘察力度,以便对地下水资源进行合理的开发、评价和保护。地球物理测井可以在水文钻孔中获得丰富的物性和位场信息,所以它已经成为一种十分重要的水文地质勘察手段。现在地球物理测井包含有几十种不同物理原理的井下测量方法．而且各种方法每年都在不断地发展改进并不断有新的方法出现,所以很有必要对过去这螳年水文测井方法的发展做一个总结。通过对国内外这些年水文测井研究与应用工作的分析总结,可以充分了解应用于水文地质勘察的各种测井仪器与方法的发展过程,进而对各种水文测井方法的应用原理进行分类总结,然后根据国内外水文测井工作的实例分析不同地质环境中水文地质单元的测井响应特征,同时总结各水文测井方法适用于解决哪些具体问题。这样就可以为我国今后的水文测井研究和水文地质勘察工作提供一些有用的参考和帮助。     

声波测试技术在地下油库选址勘查中的应用

地下油库库址岩体稳定性是保证国家能源安全的有效措施之一。本文介绍了声波测试技术在广东省某地下油库选址勘查中的应用效果,通过钻孔声波测井和室内岩性测试,计算了库址岩体声波速度和岩体动力学参数、评价了岩体稳定性、分析了库址全区纵波速度场分布特征,对库址岩体安全性进行了分析,为石油储备库的建设提供依据。     

岩体结构面模拟方法探析

结合盐津桥水库右岸岩体结构面的实际情况,综合考虑结构面的几何特征和力学特征,针对不同类型的结构面,先运用蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法获得随机结构面的几何参数,再利用有限元软件ANSYS对确定性结构面进行数值模拟,以获得有效的结构面模拟方法。此方法有效地解决了难以对数量多、尺寸小的随机节理进行逐条模拟的问题,又从变形和强度的弱化方面把节理考虑进去,与现实情况近似,是一种行之有效的方法。     

深部巷道围岩卸压协调控制技术

为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法,基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析,提出深部巷道围岩卸压协调控制技术,包括一次让压、钻孔卸压和二次高强锚注支护等3方面:一次让压支护使围岩产生恒阻变形,降低卸压引起的支护结构非协调受力;钻孔卸压的作用是转移巷道周边高应力,补偿围岩变形,减小巷道径向收敛;二次高强锚注支护为卸压协调控制技术的核心,目的是控制卸压后破碎岩体的后期蠕变。工程应用效果表明,该技术可有效控制深部巷道围岩大变形,具有一定的推广应用价值。     

综合物探方法在海南陵水地区干热岩资源勘查中的应用

综合重力测量和大地电磁测深法,并结合地质、水文、环境等资料推断了保城岩体侵入通道与工作区断裂构造的展布特征以及基底构造特征和性质,开展深部热源研究分析,建立深部温度场的模型概念图,依据其结果,布设ZK1、ZK2两个勘探钻孔位置.综合地球物理方法可以了解深部地质体物性信息,对干热岩资源勘查及开发具有重要的指导意义.     

岩体结构面模拟方法探析

结合盐津桥水库右岸岩体结构面的实际情况,综合考虑结构面的几何特征和力学特征,针对不同类型的结构面,先运用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法获得随机结构面的几何参数,再利用有限元软件ANSYS对确定性结构面进行数值模拟,以获得有效的结构面模拟方法.此方法有效地解决了难以对数量多、尺寸小的随机节理进行逐条模拟的问题,又...     

层状岩体受压力学特征结构面效应数值分析

煤层底板岩体是沉积岩,具有显著的层状结构特点。为研究层状岩体压缩强度的结构面效应,通过FLAC3D数值软件,结合改进的遍布节理本构模型,建立层状岩体压缩数值模型,分析单轴、三轴压缩情况下的应力应变响应以及强度特征。研究结果表明：层状岩体压缩强度具有显著的结构面倾角效应。随着倾角的增大,层状岩体的压缩强度呈现先减小后增大的趋势。当结构面倾角为40＆#176;～80＆#176;时,岩体强度整体较低,破裂面主要沿结构面展开。数值试验和理论分析反映的岩体强度随结构面倾角变化规律一致。层状岩体弹性模量沿平行于结构面方向最大,而垂直于结构面方向最小,并随结构面与水平面之间夹角的增加而增大。     

改进的GSI系统在洞室围岩力学参数识别中的应用

针对传统GSI系统未考虑岩体中结构面产状对工程岩体参数的影响这一问题,结合国内相关工程岩体规范和句容抽水蓄能电站工程二号平硐,根据结构面与洞轴线的空间关系,确定其对结构面条件参数SCR的影响系数,改进了SCR的统计方法,确定围岩的等效物理力学参数。研究表明：改进之后的GSI体系求解围岩的等效弹性模量和粘聚力分别减小了约22.3%和8.3%的误差。     

贺兰山南段大战场花岗闪长岩体特征及时代

为了研究贺兰山南段大战场花岗闪长石岩体化学特征和时代,对岩体的地质特征、岩石类型、化学成分进行了分析.结果表明,出露于贺兰山南段大战场的印支期花岗闪长岩体主要由二长花岗岩、石英二长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩组成,岩相分带性不明显.该岩体岩石平均化学成分与中国花岗闪长岩较接近,特别与我国华南地区花岗闪长岩平均化学成分十分相近.里特曼指数、碱度率和皮科克指数表明其岩石化学类型属钙性-钙碱性岩系;w（K）∶w（N）比值、铝饱和度显示属过铝-次铝的岩石类型;长英质指数、分异指数反映岩石为中酸性,有岩浆分异较强的特点;稀土元素特征表明形成该类岩石的岩浆分异较强,具有中—晚期岩浆的特点;氧同位素分析数据表明大战场花岗闪长岩属高δ（18O）花岗岩类,氧同位素来自于地壳,与我国南岭S型花岗岩δ（18O）相似.根据锆石TIMS法,U—Pb年龄为（223±26）Ma（下交年龄值）,并结合岩体侵入于中奥陶统米钵山组,中侏罗统延安组不整合于其上的事实,将其形成时代厘定为印支期（晚三叠世）.可为该地区相关研究提供资料.     

Failure characteristics of surface vertical wells for relieved coal gas and their influencing factors in Huainan mining area

Based on data from through-hole and logging, we studied the failure characteristics of surface drainage wells for relieved coal gas in Huainan mining area and its influencing factors. The results show that the damaged positions of drainage wells are mainly located at the thick clay layer in the low alluvium and the lithological interface in the upper section of bedrock in west mining area. The failure depth of casing is 244-670 m and concentrates at about 270-460 m deep. These damaged positions are mainly located in the bending zone according to three zones of rock layers in the vertical section above the roof divided. Generally, the casing begins to deform or damage before the face line about 30-150 m. Special formation structure and rock mass properties are the direct causes of the casing failure, high mining height and fast advancing speed are fundamental reasons for rock mass damage. However, the borehole configuration and spacing to the casing failure are not very clear.     

基于定向声波扫描的钻孔围岩结构探测方法

在大型水利水电、能源交通等基础设施的建设中,查明岩体结构中存在的不良地质特征是保证工程顺利建设的重要基础,而常规物探方法很难探测到钻孔围岩结构的精细特征以及异常区域的范围和走向,为此,本文在实验室岩样缺陷检测方法的基础上,提出了一种基于定向声波扫描的钻孔围岩结构探测方法,该方法为了适用于钻孔围岩结构特征探测,采用了定向声波探头、旋转部件以及定位装置相结合的技术方法来实现。首先,根据扫描探测数据建立了环形扫描矩阵,提出了构建环形扫描图的数据处理方法;随后,构建了声波数据和环形扫描矩阵的映射关系,将对应的声波处理数据按照映射关系进行对应匹配,形成了钻孔围岩结构断面图,在叠加深度信息之后实现了钻孔围岩结构的立体图重建;最后,针对钻孔围岩缺陷区域的岩石声速及缺陷位置参数难确定问题,通过利用不同频率声波在岩石中传递的相位特征关系,构建了声速维和距离维二维扫描向量,采用数值分析方法来求解岩石的声速以及异常区域的位置,实现了钻孔围岩的结构特征立体呈现和参数提取,并将该方法应用到了实际工程中,验证了方法的可行性和准确性。     

岩质边坡锚杆应力监测离心模型试验研究

基于离心模型试验方法,以m(重晶石粉)∶m(石英砂)∶m(石膏)∶m(水)=1.50∶1.00∶0.25∶0.50的质量比制备岩石替代材料,并制作3类典型岩质边坡的试验模型,通过应力监测方法研究岩质边坡失稳前的应力变化规律。试验结果为3类岩质边坡失稳前的应力变化曲线均较为平缓,监测预警易于把握,且具有相通性,均可采用Logistic曲线形式进行拟合;层状岩质边坡监测应以滑动面下部监测为主,结构面控制岩质边坡的破坏形式主要以拉剪破坏为主,试验选取的边坡类型监测应以上部结构面为主,碎裂结构岩质边坡应以边坡上部监测为主。综合离心模型试验结果表明,采用应力监测的方法评价公路岩质边坡的稳定性具有可行性。     

尺寸效应对结构面抗剪强度影响研究

岩体中存在的结构面对岩体的物理力学性质有着重要的影响,而尺寸效应是结构面的物理力学性质的重要影响因素。为研究尺寸效应对岩体结构面强度与变形的影响,对岩芯岩样进行扫描,根据数据建立模型,对不同尺寸岩样进行直剪试验的数值模拟,同时进行法向应力下的直剪试验,对结构面在剪切应力作用下的抗剪强度曲线以及不同尺寸结构面的剪切特性进行深入研究,得出结构面抗剪强度与结构面尺寸之间的关系,并建立抗剪强度经验公式。结果表明:随着结构面尺寸的增大,结构面抗剪强度也随之增大,当达到一定尺寸后,抗剪强度开始稳定,定义此临界尺寸为表征单元面,在确定结构面抗剪强度时,结构面尺寸不得低于表征单元面面积, 本文中岩样表征单元面面积为0.384 8 m2。       

煤测井专家系统的建造及初步运用

煤测井专家系统是基于测井数据边推理、边解释的解释型专家系统。它是将煤测井解释归纳为专家知识，采用规则和静态知识表的知识表达方法，以可能性理论为基础的模糊推理，最终判定岩石类型。该系统由数据库、知识库、推理机、解释器四部分组成     

离散裂隙网络对岩体力学特性影响数值模拟研究

为了研究结构面对破碎岩体力学参数的影响,以溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程建设为例,在现场围岩地质条件、岩体结构特征及岩体质量分级等研究的基础上,分别选取主厂房顶拱、上游边墙和下游边墙三处裂隙的密度、迹长和倾角等参数进行统计,基于Monte-Carlo法构建离散裂隙网络,最后通过三轴压缩试验离散元模拟研究离散裂隙网络对岩体力学参数的影响。试验结果表明结构面对岩体的力学特性起决定性作用,岩体的单轴抗压强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角等参数及其离散性对结构面的密度、倾角和迹长等变化较为敏感。